(57)【要約】【課題】例えば小型かつ軽量部品の把持が可能なロボットハンドの把持力や押付け力を利用することで、ロボットアームの各軸における制御によらず被移動体の姿勢を容易に変化することができる。【解決手段】歯車３に対する接触面１２ｂを有する接触ブロック１２と、接触ブロック１２を摺動可能に支持する基端ブロック１１とを備え、接触ブロック１２を歯車３に接触させた状態で、基端ブロック１１に押付け力を加えることで、接触ブロック１２が基端ブロック１１に対して摺動する構成をなし、基端ブロック１１に対する接触ブロック１２の摺動する面は、基端ブロック１１の押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面１１ａ、１２ａを形成した把持部１０を用い、歯車３の姿勢を変化させるようにした把持装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被移動体に接触させて、該被移動体の姿勢を変化させる把持機構であって、
前記被移動体に対する接触面を有する接触ブロックと、
該接触ブロックを摺動可能に支持する基端ブロックと、
を備え、
前記接触ブロックを前記被移動体に接触させた状態で、前記基端ブロックに押付け力を加えることで、前記接触ブロックが前記基端ブロックに対して摺動する構成をなし、
前記基端ブロックに対する前記接触ブロックの摺動する面は、前記基端ブロックの押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面を形成していることを特徴とする把持機構。
【請求項２】
前記接触ブロック及び前記基端ブロックは、それぞれの傾斜面が平滑な平面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の把持機構。
【請求項３】
前記基端ブロックと前記接触ブロックとは、それぞれの前記傾斜面で互いに付勢され、
前記基端ブロック及び前記接触ブロックの付勢方向と、前記傾斜面の傾斜方向と、が一致していることを特徴とする請求項１に記載の把持機構。
【請求項４】
前記基端ブロックおよび前記接触ブロックのうちいずれか一方の傾斜面に摺動方向に沿って延びる凹溝が設けられ、他方の傾斜面に前記凹溝に沿って摺動可能に係合し、該凹溝に案内される凸部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の把持機構。
【請求項５】
前記凹溝は、前記押付け方向と前記傾斜面をなす傾斜方向とを含む平面に直交する方向に対して傾いていることを特徴とする請求項４に記載の把持機構。
【請求項６】
前記凹溝には、前記凸部の摺動を付勢する付勢部材が収容されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の把持機構。
【請求項７】
前記基端ブロックおよび前記接触ブロックのそれぞれの傾斜面には、互いに係合するとともに摺動方向に沿って延びる段差部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の把持機構。
【請求項８】
前記段差部は、前記押付け方向と前記傾斜面をなす傾斜方向とを含む平面に直交する方向に対して傾いていることを特徴とする請求項７に記載の把持機構。
【請求項９】
前記接触ブロックの接触面には、摩擦部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の把持機構。
【請求項１０】
被移動体に接触させて、該被移動体の姿勢を変化させる把持装置であって、
前記被移動体に対する接触面を有する接触ブロックと、該接触ブロックを摺動可能に支持する基端ブロックと、を有する把持機構を備え、
該把持機構は、
前記接触ブロックを前記被移動体に接触させた状態で、前記基端ブロックに押付け力を加えることで前記接触ブロックが前記基端ブロックに対して摺動する構成をなし、
前記基端ブロックに対する前記接触ブロックの摺動する面は、前記基端ブロックの押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面を形成していることを特徴とする把持装置。
【請求項１１】
前記被移動体は円盤状部材であって、
前記把持機構の傾斜面の傾斜方向および前記円盤状部材の接線方向を含む平面と、該円盤状部材の中心軸に直交する平面と、が平行となるように配置され、
２以上の前記把持機構によって前記円盤状部材の外周面を前記接触ブロックで接触させることで把持可能に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の把持装置。
【請求項１２】
前記被移動体における前記接触ブロックとの接触面に２以上の前記把持機構の接触ブロックによって把持可能に設けられ、
これら把持機構は、それぞれ接触ブロックの接触面が押付け方向に対して平行な面であることを特徴とする請求項１０に記載の把持装置。
【請求項１３】
複数の前記把持機構の基端ブロック同士が支持部材によって連結されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項１４】
前記被移動体は、歯車であって、
前記接触ブロックの接触面には、前記歯車に噛合可能な溝部が形成されていることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項１５】
前記被移動体の把持状態を解除する場合の前記把持機構の開放速度は、前記被移動体を静止摩擦力によって把持する前記接触ブロックの接触面に滑りが生じる速度であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項１６】
被移動体に接触させて、該被移動体の姿勢を変化させるロボット装置であって、
前記被移動体に対する接触面を有する接触ブロックと、該接触ブロックを摺動可能に支持する基端ブロックと、を有する把持機構を備え、
該把持機構は、
前記接触ブロックを前記被移動体に接触させた状態で、前記基端ブロックに押付け力を加えることで前記接触ブロックが前記基端ブロックに対して摺動する構成をなし、
前記基端ブロックに対する前記接触ブロックの摺動する面は、前記基端ブロックの押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面を形成していることを特徴とするロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持機構、把持装置、およびロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業用ロボットとして、垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット（スカラロボット）、直交型ロボットなどが開発されており、それらのロボットが各々の特徴に適合する用途に合わせて選択されている。これらのロボットでは、対象物を把持する把持部を目標位置に移動させ、該把持部に対象物を把持させている。
【０００３】
このような産業用ロボットにおいては、自動組立その他の作業工程において、不特定で多様な姿勢をとる対象物を所定の姿勢で効率的に掴み取ることが要求されている。例えば、特許文献１のロボットでは、対象物を把持するチャック機構が回転機構によってチャック自身を支持する中心軸周りに正逆回転可能とされ、更に、回転機構自身が首振り機構によって下向きの所定角度範囲内で回転可能とされている。
【０００４】
ところで、産業用ロボットのロボットハンドによる小型かつ軽量部品のハンドリングでは、カメラで部品の正確な位置および姿勢を検出することが困難であり、部品を把持するためのロボットハンドの正確な位置決めができない場合がある。また、ロボットハンドの正確な位置決めができない場合には、把持動作時に部品とロボットハンドが意図しない場所で接触を起こすおそれがある。その場合、部品が軽量であるため、部品が意図しない方向に動いてしまい、要求される位置および姿勢で部品が把持することができないうえ、部品が把持空間から飛び出してしまうこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の産業用ロボットでは、以下のような問題があった。
すなわち、例えば歯車の輪列組立てを特許文献１に記載のロボットハンドを用いて行なう場合において、歯車同士の嵌合や位相合わせを行なうが、その際に先行して第１歯車を軸に通した状態で後行の第２歯車を回転させて、双方の歯車同士の噛み合う位置で第２歯車を下降させる。一方で、第２歯車をロボットハンドで把持して、歯車軸を回転中心として第２歯車を回転させる必要がある。そして、歯車を軸に通した状態で回転させる際には、ハンドが取り付けられている例えばロボット（例えば6軸ロボット）のアームを円弧軌道で大きく移動させているが、このロボットアームの制御が複雑かつ難しいことから、その点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、例えば小型かつ軽量部品の把持が可能なロボットハンドの把持力や押付け力を利用することで、ロボットアームの各軸における制御によらず被移動体の姿勢を容易に変化させることができる把持機構、把持装置、およびロボット装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る把持機構では、被移動体に接触させて、被移動体の姿勢を変化させる把持機構であって、被移動体に対する接触面を有する接触ブロックと、接触ブロックを摺動可能に支持する基端ブロックと、を備え、接触ブロックを被移動体に接触させた状態で、基端ブロックに押付け力を加えることで、接触ブロックが基端ブロックに対して摺動する構成をなし、基端ブロックに対する接触ブロックの摺動する面は、基端ブロックの押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面を形成していることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る把持装置では、被移動体に接触させて、被移動体の姿勢を変化させる把持装置であって、被移動体に対する接触面を有する接触ブロックと、接触ブロックを摺動可能に支持する基端ブロックと、を有する把持機構を備え、把持機構は、接触ブロックを被移動体に接触させた状態で、基端ブロックに押付け力を加えることで接触ブロックが基端ブロックに対して摺動する構成をなし、基端ブロックに対する接触ブロックの摺動する面は、基端ブロックの押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面を形成していることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、接触ブロックを被移動体に接触させた状態で基端ブロックを押付け方向に向けて押し付けることで、接触ブロックが基端ブロックとの傾斜面に沿って摺動してずれる。このときの接触ブロックは、押付け方向に対して直交する方向に移動する。そのため、被移動体に対して接触ブロックの接触面を適宜な向きで接触させることで、その被移動体を接触ブロックとの静止摩擦力によって把持した状態のまま移動させ、精度よく所望の姿勢に変化させることが可能となる。例えば、複数の把持機構を用い、それぞれの接触ブロックで円盤状部材の外周面に接触させて把持した状態において、それぞれの把持機構の基端ブロックを押付け方向に押し付け、各接触ブロックをその傾斜面に沿って摺動させて円盤状部材の接線方向に移動させることができ、これにより円盤状部材を回転させることができる。また、複数の把持機構を、被移動体に対して接触ブロックの接触面を同じ向きにして把持することで、その被移動体を一方向に平行に移動させることも可能である。
【００１１】
また、これら把持機構の押付け量を調整することで、被移動体の移動量（円形部材を回転させる場合には回転量、あるいは回転角度）を調整することが可能となるので、被移動体の位置および姿勢を微調整する位置決め動作を行うことができる。
【００１２】
このように、本発明では、押付け方向の押付け力のみを基端ブロックに与えることで被移動体の姿勢を変化することができ、この把持機構をロボットアームの先端に取り付けて被移動体を把持する場合には押付け方向となる把持力のみで被移動体の姿勢を変化することができる。つまり、把持機構に押付け力や把持力を与えることのみとなるので、従来のように多軸ロボットアームに対する複雑な制御が不要となり、容易に把持した被移動体の姿勢を変化させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る把持機構では、接触ブロック及び基端ブロックは、それぞれの傾斜面が平滑な平面をなしていてもよい。
【００１４】
本発明の把持機構によれば、基端ブロックが押付け方向へ押し付けられたときには、接触ブロック及び基端ブロックのそれぞれの傾斜面が平滑な平面をなしているので、接触ブロックが傾斜面に沿って摺動する。
【００１５】
また、本発明に係る把持機構では、基端ブロックと接触ブロックとは、それぞれの傾斜面で互いに付勢され、基端ブロック及び接触ブロックの付勢方向と、傾斜面の傾斜方向と、が一致していることが好ましい。
【００１６】
本発明の把持機構によれば、基端ブロックが押付け方向へ押し付けられたときには、接触ブロックが付勢に抗して傾斜面に沿って摺動する。そして、基端ブロックに対する押付け力を解除したときには、付勢力によって接触ブロックを傾斜面に沿って元の位置（初期位置）に戻すことができる。
【００１７】
また、本発明に係る把持機構では、基端ブロックおよび接触ブロックのうちいずれか一方の傾斜面に摺動方向に沿って延びる凹溝が設けられ、他方の傾斜面に凹溝に沿って摺動可能に係合し、凹溝に案内される凸部が設けられていることが好ましい。
【００１８】
この把持機構によれば、基端ブロックを押付け方向に向けて押し付けることで、傾斜面において凸部が凹溝に沿って案内され、基端ブロックに対して接触ブロックを摺動させることができる。つまり、凹溝が凸部の案内ガイドとなるので、接触ブロックの摺動方向の精度を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る把持機構では、凹溝は、押付け方向と傾斜面をなす傾斜方向とを含む平面に直交する方向に対して傾いていてもよい。
【００２０】
この場合、押付け方向と傾斜方向とを含む平面に平行な方向だけでなく、この平面に直交する方向に対して傾く任意の方向に凹溝を設けることで、その任意の方向に向けて接触ブロックを移動させることができる。
【００２１】
また、本発明に係る把持機構では、凹溝には、凸部の摺動を付勢する付勢部材が収容されていてもよい。
【００２２】
この場合、基端ブロックが押付け方向へ向けて押し付けられたときには、基端ブロックと接触ブロックのいずれか一方に設けられている凸部がばね等の付勢部材に抗して傾斜面の凹溝に沿って摺動する。そして、基端ブロックに対する押付け力を解除したときには、付勢部材の付勢力によって凸部を凹溝に沿って元の位置（初期位置）に戻すことができる。
【００２３】
また、本発明に係る把持機構では、基端ブロックおよび接触ブロックのそれぞれの傾斜面には、互いに係合するとともに摺動方向に沿って延びる段差部が設けられていることが好ましい。
【００２４】
本発明では、基端ブロックを押付け方向に向けて押し付けることで、接触ブロックを段部に沿って案内されて摺動させることができる。つまり、傾斜面に沿って延びる段差部が接触ブロックの案内ガイドとなるので、接触ブロックの摺動方向の精度を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明に係る把持機構では、段差部は、押付け方向と傾斜面をなす傾斜方向とを含む平面に直交する方向に対して傾いていてもよい。
【００２６】
この場合、押付け方向と傾斜方向とを含む平面に平行な方向だけでなく、この平面に直交する方向に対して傾く任意の方向に段部を傾けることで、その任意の方向に向けて接触ブロックを移動させることができる。
【００２７】
また、本発明に係る把持機構では、接触ブロックの接触面には、摩擦部材が設けられていることが好ましい。
【００２８】
本発明では、基端ブロックに対して摺動する接触ブロックの被移動体に対する静止摩擦力を高めることができるので、接触ブロックの被移動体に対する把持力が大きくなる。そのため、接触ブロックと被移動体との間で滑りが生じるのを防ぐことができ、接触ブロックの摺動とともに被移動体を所望の方向へ移動させて精度よく姿勢を変化させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る把持装置では、被移動体は円盤状部材であって、把持機構の傾斜面の傾斜方向および円盤状部材の接線方向を含む平面と、円盤状部材の中心軸に直交する平面と、が平行となるように配置され、２以上の把持機構によって円盤状部材の外周面を接触ブロックで接触させることで把持可能に設けられていることが好ましい。
【００３０】
本発明では、例えば歯車等の円盤状部材の外周面に対して把持機構の接触ブロックの押付け方向に直交する面を接触させた状態において、各把持機構の基端ブロックを押付け方向に向けて押し付けると、接触ブロックは傾斜面に沿って摺動することから、その接触ブロックとともに円盤状部材を移動させることができる。このとき、２以上の把持機構によって円盤状部材の外周面の複数箇所を把持しているので、これら把持機構を同調させることで、円盤状部材をその中心軸回りに回転させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る把持装置では、被移動体における接触ブロックとの接触面に２以上の把持機構の接触ブロックによって把持可能に設けられ、これら把持機構は、それぞれ接触ブロックの接触面が押付け方向に対して平行な面であってもよい。
【００３２】
この場合、２以上の複数の把持機構の接触面同士が互いに押付け方向と平行となっているので、これら把持機構によって把持された被移動体を押付け方向に対して直交する方向に向けて平行に移動させることができる。
【００３３】
また、本発明に係る把持装置では、複数の把持機構の基端ブロック同士が支持部材によって連結されていることが好ましい。
【００３４】
本発明では、１つの支持部材に押付け力（把持力）を与えることで、その押付け力を複数の把持機構に対して同時に効率よく伝達することができる。複数の把持機構のそれぞれに押付け力を与える機構を設ける必要がないので、装置を簡単な構造にすることができる利点がある。
【００３５】
また、本発明に係る把持装置では、被移動体は、歯車であって、接触ブロックの接触面には、歯車に噛合可能な溝部が形成されていることが好ましい。
【００３６】
本発明では、接触ブロックの溝部と歯車の溝とを噛合させた状態で歯車に対して把持機構を把持することで、接触ブロックの移動によって歯車を回転させることができる。そして、接触ブロックと歯車とが噛合により保持されるので、移動時における双方の滑りを防止することができる。
この場合、例えば先に組み立てた歯車に対して後の歯車を位相を合わせて噛み合せる輪列組み立てを行う場合において、とくに優れた効果を発揮することができる。
【００３７】
また、本発明に係る把持装置では、被移動体の把持状態を解除する場合の把持機構の開放速度は、被移動体を静止摩擦力によって把持する接触ブロックの接触面に滑りが生じる速度であることが好ましい。
【００３８】
本発明では、被移動体を接触ブロックとともに移動させた状態において、接触ブロックを開放すると、前記移動した被移動体と接触ブロックとがその接触面で滑り、接触ブロックのみを元の位置に戻すことができる。つまり、被移動体は、接触ブロックとともに元の位置（姿勢）に戻ることがなく、異なる位置で接触ブロックによって把持されることになる。そして、このような押付け、移動、開放の動作を繰り返すことで、被移動体を間欠的に繰り返して同一方向に移動させることが可能となる。
【００３９】
また、本発明に係るロボット装置では、被移動体に接触させて、被移動体の姿勢を変化させるロボット装置であって、被移動体に対する接触面を有する接触ブロックと、接触ブロックを摺動可能に支持する基端ブロックと、を有する把持機構を備え、把持機構は、接触ブロックを被移動体に接触させた状態で、基端ブロックに押付け力を加えることで接触ブロックが基端ブロックに対して摺動する構成をなし、基端ブロックに対する接触ブロックの摺動する面は、基端ブロックの押付け方向に直交する面に対して傾斜する傾斜面を形成していることを特徴としている。
【００４０】
本発明では、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による把持装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す把持装置の把持機構の全体構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線断面図であって、把持機構の側断面図である。
【図４】把持機構の動作を説明するための側断面図であって、接触ブロックが傾斜面で摺動した状態の図である。
【図５】図１に示す把持装置で歯車を回転させた状態を示す平面図である。
【図６】第２の実施の形態による把持装置の全体構成を示す側面図である。
【図７】図６に示すＢ−Ｂ線矢視図である。
【図８】第３の実施の形態による把持装置の全体構成を示す側断面図であって、（ａ）は移動前を示す図、（ｂ）は移動後を示す図である。
【図９】図８に示す第３の実施の形態の第１変形例による把持装置の側断面図であって、移動後を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態による把持装置の全体構成を示す平面図である。
【図１１】図１０に示す把持装置の側断面図であって、移動後を示す図である。
【図１２】第５の実施の形態による把持機構の全体概要を示す斜視図であって、（ａ）は基端ブロックと接触ブロックとを分解した状態の図、（ｂ）は組み付けた状態の図である。
【図１３】図１２（ｂ）に示す上面図であって、（ａ）は移動前の図、（ｂ）は移動後の図である。
【図１４】図１３（ｂ）に示す把持部の側面図である。
【図１５】第６の実施の形態による把持機構の全体概要を示す側面図である。
【図１６】第２変形例による把持装置の全体構成を示す側面図である。
【図１７】第５の実施の形態の変形例による把持機構を示す斜視図であって、基端ブロックと接触部ロックを組み合わせた図である。
【図１８】第５の実施の形態の変形例による把持機構を示す斜視図であって、基端ブロックと接触部ロックを分解した図である。
【図１９】第６の実施の形態によるロボットハンドを示す斜視図である。
【図２０】図１９に示すロボットハンドの平面図であって、（ａ）は歯車を回転させる前の状態を示す図、（ｂ）は歯車を回転させた状態を示す図である。
【図２１】第７の実施の形態によるロボット本体を示す斜視図である。
【図２２】第８の実施の形態によるロボット本体を示す斜視図である。
【図２３】第９の実施の形態によるロボットハンドを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態による把持機構、把持装置、およびロボット装置について、図面に基づいて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００４３】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本第１の実施の形態による把持装置１は、例えば工具や部品などの対象物を把持する産業用ロボットのロボットアームの先端に取り付けて用いられ、被移動体に接触させて、被移動体の姿勢を変化させるものである。
【００４４】
把持装置１は、円盤状の歯車３（被移動体、円盤状部材）の外周面３ａを外側から押し付けることが可能な複数（ここでは４つ）の把持部１０（１０Ａ〜１０Ｄ）（把持機構）と、図示しないロボットアームから把持力（押付け力）を把持部１０に伝達する支持部材２（２Ａ、２Ｂ）と、を備えている。
ここで、歯車３の回転軸線を歯車軸Ｏといい、歯車軸Ｏ方向に沿う方向を上下方向といい、また、歯車軸Ｏを中心に周回する方向を周方向という。なお、図１、図５に示す歯車３は、見易いように歯部を省略し、円形としている。
【００４５】
また、把持装置１は、把持部１０の傾斜面１１ａ、１２ａ（後述する）の傾斜方向Ｂおよび歯車３の接線方向Ｔの双方向に沿う第２平面と、歯車３の歯車軸Ｏに直交する第３平面とが平行となるように配置されている。
【００４６】
把持部１０は、ロボットハンド（図示省略）の先端に取り付けることにより歯車３を歯車軸Ｏ回りに回転させることを可能としている。そして、支持部材２Ａ、２Ｂは、長さ方向の中心部でくの字状に折り曲げられており、その長さ方向の両端の内角側に前記把持部１０が設けられている。そして、把持装置１は、一対の把持部１０Ａ、１０Ｂを備えた２つの支持部材２Ａ、２Ｂが歯車３の歯車軸Ｏを挟んで左右対称となる位置に配置可能となっている。
【００４７】
図２および図３に示すように、把持部１０は、歯車３に対する接触面１２ｂを有する接触ブロック１２と、接触ブロック１２を摺動可能に支持する基端ブロック１１と、を備えている。基端ブロック１１と接触ブロック１２とは、互いにばね材１３（付勢部材）によって接続されている。そして、把持部１０は、接触ブロック１２を歯車３に接触させた状態で、基端ブロック１１に押付け力（このときの押付け方向を符号Ｘとする）を加えることで、接触ブロック１２が基端ブロック１１に対して摺動する構成をなし、基端ブロック１１に対する接触ブロック１２の摺動する面は、基端ブロック１１の押付け方向Ｘに直交する面に対して傾斜する傾斜面１１ａ、１２ａを形成している。
ばね材１３は、基端ブロック１１と接触ブロック１２のそれぞれの傾斜面１１ａ、１２ａで互いに付勢し、基端ブロック１１及び接触ブロック１２の付勢方向と、傾斜面１１ａ、１２ａの傾斜方向と、が一致している。
４つの把持部１０Ａ〜１０Ｄは、それぞれ傾斜面１１ａ、１２ａの傾斜方向Ｂが接線方向Ｔに対して等しい角度となる向きに配置されている。
【００４８】
次に、上述した把持装置１および把持部１０の作用について詳細に説明する。
図１〜図５に示すように、本実施の形態による把持装置１では、接触ブロック１２を歯車３に接触させた状態で基端ブロック１１を押付け方向Ｘに向けて押し付けることで、接触ブロック１２が基端ブロック１１との傾斜面１１ａ、１２ａに沿って摺動してずれる。このときの接触ブロック１２は、押付け方向Ｘに対して直交する方向（移動方向Ｙ）に移動する。そのため、歯車３に対して接触ブロック１２の接触面１２ｂを適宜な向きで接触させることで、その歯車３を接触ブロック１２との静止摩擦力によって把持した状態のまま移動させ、精度よく所望の姿勢に変化させることが可能となる。
そして、４つの把持部１０Ａ〜１０Ｄを用い、それぞれの接触ブロック１２で歯車３の外周面３ａに接触させて把持した状態において、それぞれの把持部１０の基端ブロック１１を押付け方向Ｘに押し付け、各接触ブロック１２をその傾斜面１１ａ、１２ａに沿って摺動させて歯車３の接線方向Ｔ（移動方向Ｙ）に移動させることができ、これにより歯車３を歯車軸Ｏ回りに回転させることができる。
【００４９】
また、把持部１０は、基端ブロック１１に対する押付け量を調整することで、歯車３の移動量（回転量、あるいは回転角度）を調整することが可能となるので、歯車３の位置および姿勢を微調整する位置決め動作を行うことができる。
【００５０】
このように、押付け方向Ｘの押付け力のみを基端ブロック１１に与えることで歯車３の姿勢を変化することができ、この把持部１０を図示しないロボットアームの先端に取り付けて歯車３を把持する場合には押付け方向Ｘとなる把持力のみで歯車３の姿勢を変化することができる。つまり、把持部１０に押付け力や把持力を与えることのみとなるので、従来のように多軸ロボットアームに対する複雑な制御が不要となり、容易に把持した歯車３の姿勢を変化させることができる。
【００５１】
また、基端ブロック１１と接触ブロック１２とを傾斜面１１ａ、１２ａで連結するばね材１３が設けられているので、基端ブロック１１が押付け方向Ｘへ押し付けられたときには、接触ブロック１２がばね材１３に抗して傾斜面１１ａ、１２ａに沿って摺動する。そして、基端ブロック１１に対する押付け力を解除したときには、ばね材１３の付勢力によって接触ブロック１２を傾斜面１１ａ、１２ａに沿って元の位置（初期位置）に戻すことができる。
【００５２】
また、歯車３の外周面３ａに対して把持部１０の接触ブロック１２の押付け方向Ｘに直交する面を接触させた状態において、各把持部１０の基端ブロック１１を押付け方向Ｘに押し付けると、接触ブロック１２は傾斜面１１ａ、１２ａに沿って摺動することから、その接触ブロック１２とともに歯車３を移動させることができる。このとき、４つの把持部１０Ａ〜１０Ｄによって歯車３の外周面３ａの複数箇所を把持しているので、これら把持部１０Ａ〜１０Ｄを同調させることで、歯車３をその歯車軸Ｏ回りに回転させることができる。
【００５３】
また、複数（２つ）の把持部１０の基端ブロック１１が支持部材２によって連結されているので、１つの支持部材２に押付け力（把持力）を与えることで、その押付け力を２つの把持部１０に対して同時に効率よく伝達することができる。この場合、２つの把持部１０のそれぞれに押付け力を与える機構を設ける必要がないので、装置を簡単な構造にすることができる利点がある。
【００５４】
さらに、本実施の形態の把持装置１において、接触ブロック１２の接触面に歯車３に噛合可能な溝部（図示省略）が形成されていてもよい。この場合、接触ブロック１２の前記溝部と歯車３の溝とを噛合させた状態で歯車３に対して把持部１０を把持することで、接触ブロック１２の移動によって歯車３を回転させることができる。そして、接触ブロック１２と歯車３とが噛合により保持されるので、移動時における双方の滑りを防止することができる。この場合、例えば先に組み立てた歯車に対して後の歯車を位相を合わせて噛み合せる輪列組み立てを行う場合において、とくに優れた効果を発揮することができる。
【００５５】
さらにまた、本実施の形態の把持装置１において、歯車３の把持状態を解除するときの把持部１０の開放速度を、歯車３を静止摩擦力によって把持する接触ブロック１２の接触面１２ｂに滑りが生じる速度とすることで、歯車３を繰り返し移動（回転）させる構成とすることも可能である。
すなわち、歯車３を接触ブロック１２の移動とともに回転させた状態において、接触ブロック１２を開放すると、前記回転した歯車３と接触ブロック１２とがその接触面１１ｂで滑り、接触ブロック１２のみを元の位置に戻すことができる。つまり、歯車３は、接触ブロック１２とともに元の位置（姿勢）に戻ることがなく、異なる位置で接触ブロック１２によって把持されることになる。そして、このような押付け、回転、開放の動作を繰り返すことで、歯車３を間欠的に繰り返して同一方向に回転させることが可能となる。
【００５６】
また、上述した把持装置１を多軸ロボットアームの先端のロボットハンド（図示省略）に備えることも可能であり、これにより簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボット装置を提供することができる。
【００５７】
上述した本実施の形態による把持機構、把持装置、およびロボット装置では、例えば小型かつ軽量部品の把持が可能なロボットハンドの把持力や押付け力を利用し、接触ブロック１２を歯車３に接触させた状態で基端ブロック１１を押付け方向Ｘに向けて押し付けることで、接触ブロック１２が基端ブロック１１との傾斜面１１ａ、１２ａに沿って摺動させ、この接触ブロック１２の移動とともに歯車３を移動さることができることから、ロボットアームの各軸における制御によらず歯車３の姿勢を容易に変化させることができる。
【００５８】
次に、本発明の把持機構、把持装置、およびロボット装置による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図６に示すように、第２の実施の形態による把持装置１Ａは、把持部１０において、基端ブロック１１と接触ブロック１２とが幅方向Ｚにずれた構成となっており、基端ブロック１１よりも幅方向Ｚに張り出した接触ブロック１２の側方接触面１２ｃ（図２参照）を歯車３の外周面３ａに接触させて把持している。この場合も、把持部１０は、歯車３の外周面３ａに対して所定間隔をあけて複数（図６では２つが記載）配置されている。そして、把持装置１Ａは、押付け方向Ｘが歯車３の外周面３ａに対して直交する方向に配置され、把持部１０の傾斜面１１ａ、１２ａの傾斜方向Ｂと歯車３の接線方向Ｔとが歯車３の中心軸Ｏに直交する平面に沿う方向に位置している（図１参照）。
【００６０】
この場合、支持部材２によって把持部１０の基端ブロック１１を架台４側（下側）に向けて押し付けることにより、図７に示すように接触ブロック１２が傾斜面１１ａ、１２ａに沿って斜め上方に移動し、これにより歯車３を架台４から上方に浮き上がらせるとともに、歯車軸Ｏ回りに回転させることができる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
図８に示す第３の実施の形態による把持装置１Ｂは、歯車３に対する把持部１０の向きを代えて把持した一例を示している。
具体的に把持部１０は、図８（ａ）に示すように、押付け方向Ｘと傾斜方向Ｂとを含む第２平面と、歯車３の歯車軸Ｏに直交する第３平面とが平行となるように配置されている。そして、把持部１０の傾斜方向Ｂ（傾斜面１１ａ、１２ａ）は、上方に向かうに従い漸次歯車３から離れる方向に延びるように配置されている。
この場合、図８（ｂ）に示すように、押付け方向Ｘが水平方向となり、複数の基端ブロック１１が押し付けられると、それぞれ接触ブロック１２は傾斜面１１ａ、１２ａに沿って上方に摺動し、これにより複数の把持部１０によって把持されている歯車３を接触ブロック１２とともに上側へ移動させることができる。つまり、複数の把持部１０を、歯車３に対してそれぞれの接触ブロック１２の接触面１２ｂを平行にして把持することで、歯車３を一方向に平行に移動させることが可能である。
【００６２】
また、図９の第１変形例に示すように、上述した第３の実施の形態による把持装置１Ｂにおいて、把持部１０の傾斜方向Ｂ（傾斜面１１ａ、１２ａ）は、下方に向かうに従い漸次歯車３から離れる方向に延びるように配置させるようにしてもよい。この場合、複数の基端ブロック１１が押し付けられると、それぞれ接触ブロック１２は傾斜面１１ａ、１２ａに沿って下方に摺動し、これにより複数の把持部１０によって把持されている歯車３を接触ブロック１２とともに下側へ移動させることができる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
図１０に示すように、第４の実施の形態による把持装置１Ｃは、上述した第１の実施の形態の２つの支持部材２のうち一方に設けられる２つの把持部を上記第３の実施の形態で記載した上下方向に歯車３を移動させるように配置したものである。
【００６４】
このように配置にした場合は、図１１に示すように、歯車３には上下方向Ｈの移動と左右方向（回転方向Ｅ）の移動とを同時に行うことができ、歯車３と接触ブロック１２との間の摩擦力を調節することで、歯車３を上方に傾けながら回転させることが可能となる。例えば、摩擦力の調整方法としては、接触面に例えばゴム材などの摩擦部材（図示省略）を設けることができる。具体的には、回転方向の移動をさせる部分の第１接触ブロック１２Ａには、歯車３の溝に噛合する溝部を設けるなど回転方向の摩擦力を大きくする。一方、上下方向Ｈの移動をさせる部分の第２接触ブロック１２Ｂでは、上下方向の摩擦力を大きくし、回転方向の回転静止摩擦力を第１接触ブロック１２Ａによって回転する歯車３の回転力よりも小さくする。
これにより、本第４の実施の形態では、第２接触ブロック１２Ｂにおいて歯車３を回転させつつ上方に移動させることができ、例えば左右に傾けながら（がたつかせながら）図示しない軸に歯車３を通すといった動作を行うことが可能となる。
【００６５】
（第５の実施の形態）
図１２（ａ）、（ｂ）に示す第５の実施の形態による把持部１０は、基端ブロック１１の傾斜面１１ａに摺動方向に沿って延びる凹溝１４が設けられ、接触ブロック１２の傾斜面１２ａには凹溝１４に沿って摺動可能に係合するとともにその凹溝１４に案内される凸部１５が設けられた構成となっている。凹溝１４は、押付け方向Ｘと傾斜方向Ｂとを含む第１平面に直交する方向に対して傾いている。
【００６６】
この把持部１０によれば、図１３（ａ）、（ｂ）および図１４に示すように、基端ブロック１１を押付け方向Ｘに向けて押し付けることで、傾斜面１１ａ、１２ａにおいて凸部１５が凹溝１４に沿って案内され、基端ブロック１１に対して接触ブロック１２を摺動させることができる。つまり、押付け方向Ｘと傾斜方向Ｂとの双方向に沿う第１平面に平行な方向だけでなく、この第１平面に対して直交する方向に対して傾く任意の方向に凹溝１４を設けることで、その任意の方向に向けて接触ブロック１２を移動させることができる。
また、凹溝１４が凸部１５の案内ガイドとなることから、接触ブロック１２の摺動方向の精度を向上させることができる。
例えば、上述した第１の実施の形態による図１に示す把持部１０に代えて本第５の実施の形態の凹溝１４および凸部１５を有する把持部１０を用いることで、把持力を加えたときに、歯車３を徐々に斜め上方に傾かせながら回転させることが可能となる。
【００６７】
（第６の実施の形態）
図１５に示す第６の実施の形態による把持部１０は、基端ブロック１１と接触ブロック１２のそれぞれの傾斜面１１ａ、１２ａには、互いに係合するとともに摺動方向に沿って延びる段差部１６が設けられた構成となっている。そして、この段差部１６は、押付け方向Ｘと傾斜方向Ｂとの双方向に沿う第１平面に対して直交する方向に傾いていている（図１４参照）
【００６８】
本実施の形態では、基端ブロック１１を押付け方向Ｘに向けて押し付けることで、接触ブロック１２を段差部１６に沿って案内されて摺動させることができる。つまり、傾斜面１１ａに沿って延びる段差部１６が接触ブロック１２の案内ガイドとなるので、接触ブロック１２の摺動方向の精度を向上させることができる。
【００６９】
以上、本発明による把持機構、把持装置、およびロボット装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７０】
例えば、上述した実施の形態では把持部１０および把持装置１、１Ａ〜１Ｃをロボットハンド（ロボットアーム）の先端に設ける構成（さらに具体的には、後述する第６〜８の実施の形態参照）を適用対象としているが、これに限定されることはなく、これらロボットハンド（ロボットアーム）でない他の構成によって本実施の形態の把持部１０に押付け力を与えるものであってもよい。例えば、図１６に示すように、上述した第３の実施の形態の把持部１０を平行チャック１７に取り付けることも可能である。
【００７１】
また、上述した実施の形態では、基端ブロック１１の傾斜面１１ａと接触ブロック１２の傾斜面１２ａとの間にばね材１３や、凹溝１４及び凸部１５、或いは段差部１６を設ける構成としているが、これに限定されることはなく、それぞれの傾斜面１１ａ、１２ａが平滑な平面をなし、接触ブロック１２が基端ブロック１１に対して非付勢状態で摺動可能に支持されている構成の把持機構とすることも可能である。
【００７２】
また、上述した第５の実施の形態において、図１７および図１８に示すように、凹溝１４に凸部１５の摺動を付勢するばね材１３（付勢部材）が収容された構成としてもよい。この場合、基端ブロック１１が押付け方向Ｘへ向けて押し付けられたときには、接触ブロック１２に設けられている凸部１５がばね材１３に抗して傾斜面１１ａ、１２ａの凹溝１４に沿って摺動する。そして、基端ブロック１１に対する押付け力を解除したときには、ばね材１３の付勢力によって凸部１５を凹溝１４に沿って元の位置（初期位置）に戻すことができる。
【００７３】
また、本実施の形態では基端ブロック１１の傾斜面１１ａに凹溝１４を設け、接触ブロック１２の傾斜面１２ａに凸部１５を設ける構成としているが、基端ブロック１１側に凸部１５を設け、接触ブロック１２側に凹溝１４を設ける構成であってもかまわない。
さらに、凹溝１４が押付け方向Ｘと傾斜方向Ｂとを含む第１平面に直交する方向に対して傾く構成としているが、これに限らず、前記第１平面に対して直交する方向に延びる溝であっても勿論かまわない。
【００７４】
さらにまた、図１９および図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、第６の実施の形態は、上述した第１の実施の形態による把持装置１（図１参照）をロボットハンド２０に備えたものである。なお、図２０では、図１９の歯車３の形状を円形として示している。ロボットハンド２０は、ハンド部２１と、ハンド部２１から延びる一対の支持部２２Ａ、２２Ｂとを備えており、支持部２２Ａ、２２Ｂのそれぞれの先端に把持装置１（１Ａ、１Ｂ）が支持部材２を介して接続されている。一対の支持部２２Ａ、２２Ｂは、とくに摺動機構は図示しないが、互いに近接離反する方向に摺動可能に設けられている。すなわち、本実施の形態では、１つのロボットハンド２０に４つの把持部１０を備え、これら４つの把持部１０で歯車３を把持した状態で、支持部２２Ａ、２２Ｂを互いに近接する方向（図２０（ｂ）に示す矢印）に摺動させて４つの把持部１０で歯車３を押圧することで、接触ブロック１２が基端ブロック１１に対して傾斜面方向に移動し、これにより歯車３に回転力が与えられる。なお、図１９では、支持部２２Ａ、２２Ｂが延在方向の中間部分で所定角度で屈曲した形状をなしているが、この屈曲角度や長さ寸法などの構成は適宜設定可能である。
【００７５】
また、図２１に示す第７の実施の形態のように、上述した第６の実施の形態による把持装置１を備えたロボットハンド２０をロボット本体３０に組み込むことも可能である。ロボット本体３０は、地面に対して固定された支持台３１と、旋回可能および屈伸可能に支持台３１に連結されたアーム部３２と、を備え、アーム部３２に旋回可能および首振り可能に前記ロボットハンド２０が連結されている。ロボット本体３０は、例えば７軸垂直多関節ロボットであり、支持台３１とアーム部３２とロボットハンド２０との連係した動作によって７軸の自由度を有する。つまり、その７軸の自由度は、支持台３１およびアーム部３２による６軸の６自由度と、ロボットハンド２０による１軸の自由度とである。なお、本実施の形態のロボット本体３０には、ロボット制御装置３３が内蔵され、さらにケーブル３４を介して撮影装置３５を備えている。つまり、本実施の形態では、撮影装置３５で撮影して得た撮影画像が供給されたロボット制御装置３３よりロボット制御命令が出力され、アーム部３２やロボットハンド２０の駆動を制御するようになっている。
【００７６】
さらに、図２２に示す第８の実施の形態のように、双腕のロボット本体４０を設けることも可能である。本ロボット本体４０は、地面に対して可動に設置された本体部４１と、旋回可能に本体部４１に連結された首部４２と、首部４２に対して固定された頭部４３と、旋回可能および屈伸可能に頭部４３に連結された一対のアーム部４４（４４Ａ、４４Ｂ）と、本体部４１の設置面に対して本体部４１を移動可能に取り付けた搬送部４５と、を備えて概略構成されている。そして、本体部４１には、ケーブル４７を介してロボット制御装置４６が設けられている。アーム部４４Ａ、４４Ｂのそれぞれの開放端には、把持装置１を備えたロボットハンド２０が連結されている。本第８の実施の形態でも、上記第７の実施の形態と同様に、図示しない撮影装置で撮影された画像に基づいてロボット制御装置４６よりロボット制御命令が出力され、アーム部４４やロボットハンド２０の駆動を制御するようになっている。
【００７７】
さらにまた、図２３に示すように、第９の実施の形態のロボットハンド２０Ａは、上述した第６の実施の形態の変形例であって、１つの把持装置１をハンド部２３に備えた構成となっている。すなわち、ハンド部２１から延びる一対の支持部２４の先端に１つの把持装置１の支持部材２が接続された構成となっている。
【００７８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１、１Ａ、１Ｂ  把持装置
２  支持部材
３  歯車（被移動体）
４  架台
１０  把持部（把持機構）
１１  基端ブロック
１１ａ  傾斜面
１２  接触ブロック
１２ａ  傾斜面
１２ｂ、１２ｃ  接触面
１３  ばね材（付勢部材）
１４  凹溝
１５  凸部
１６  段差部
１７  平行チャック
２０、２０Ａ  ロボットハンド
２１、２３  ハンド部
２２Ａ、２２Ｂ、２４  支持部
３０、４０  ロボット本体
３２、４４  アーム部
Ｂ  傾斜方向
Ｏ  歯車軸
Ｔ  接線方向
Ｘ  押付け方向
【図１】
2013198957.tif 000003
【図２】
2013198957.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2013198957.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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